辛庄泵站蓄电池在线实时监测系统的设计

王志平

摘要    蓄电池在供电线路中起到至关重要的作用，为了防止蓄电池出现故障，要对系统性能进行实时在线监测，对确保供电线路可靠平稳运行具有重要研究意义，本文主要针对辛庄泵站实际情况，研发出了一套适合于泵站发展需求的在线实时监测系统，有效降低了由于蓄电池故障所导致的直流供电系统瘫痪等安全隐患。

【关键词】泵站 蓄电池 实时监测

1 引言

随着社会的发展和科技的进步，蓄电池已经在各个行业中有着广泛的应用。其作为后备电池受到越来越多人的青睐。而在供电过程中为了不断提高蓄电池的可靠性和稳定性，监测蓄电池的方法也逐步被开发出来，如杭州华塑科技有限责任公司专门开发出针对蓄电池的在线监测系统，目前已经应用于国内上海、成都、郑州地铁蓄电池的监控中，同时也用于国外出口于英国、希腊等国家。电池的在线监控系统不仅可以对蓄电池组的实时状态进行显示，还可以通过蓄电池故障分析方法发现出现性能下降的蓄电池，以便及时的更换和处理，以使其能够达到预测电池的使用寿命。

2 在线实时监测系统设计思路

目前，辛庄泵站对蓄电池的管理主要还是采用核对性放电试验来检测蓄电池的性能，通过利用放电试验进而来发现性能下降的蓄电池，提前排除将要发生的故障，有效避免蓄电池组整体性能的下降，虽然此种方式能够在一定程度降低蓄电池组发生故障的概率，但是做一次核对性放电测试需要花费大量时间，通常维护人员只是象征性的做一下或者是采取周期性的方式对蓄电池组进行盲目的全部更换，这样导致资源的浪费。当蓄电池组中的某个单体发生故障时，故障排除也需要花费大量时间。因此针对上述问题，结合蓄电池组的基本故障原理以及工作状态的分析与研究发现，蓄电池工作性能的好坏与蓄电池工作时的电压、电流、温度以及容量等参数有非常紧密的联系。当系统给蓄电池充电的电压过大的情况下，蓄电池虽然能够快速充满电，但是此种情况下由于蓄电池中的电解反应加快，从而将导致蓄电池内部的加速腐蚀，内部结构得到破坏。如果蓄电池存在过度放电时，内部则会产生许多硫酸铅进而使得蓄电池的电极发生钝化的现象，时间长了则会令蓄电池不能向负载供电。如果蓄电池内部温度高于阀值时，则会导致蓄电池发生热失控现象，严重时则会出现外壳融化破裂的现象。充电电流过小，会使蓄电池处于不完全充电状态，蓄电池内部的硫酸铅不能够被充分还原，会导致蓄电池负极硫酸盐化，使其性能下降。而在设计蓄电池监测系统时，可以将这些参数设置一个极限值，当检测到有蓄电池参数达到这些极限值时就给管理维护人员报警，有效减少因蓄电池故障带来的损失。

针对目前辛庄泵站对蓄电池的管理方式存在的不足以及蓄电池相关重要参数对蓄电池的影响，设计一种蓄电池在线监测系统，整个在线实时监测系统的逻辑模型如圖1所示。从该蓄电池在线实时监测系统逻辑模型能够看出，蓄电池组的相关参数被相应传感器检测后，则直接发送给系统的主控制器，然后上传至在线实时监测软件中进行数据的处理与分析，并能够将处理后的数据信息进行显示，如果采集的数据超出设置的阀值，则会发生异常告警，进而系统会通知相应值班人员做出相应的响应，进行故障排除操作。

3 在线实时监测系统具体设计

结合该在线实时监测系统的逻辑模型可知，整个蓄电池组的具体监测需要利用硬件与软件相互结合的方式才能进行，本节将从在线实时监测系统的硬件设计以及软件设计两大方面，对整个辛庄泵站蓄电池在线实时监测系统的具体设计情况展开阐述。

3.1 在线实时监测系统的硬件设计

结合整个辛庄泵站蓄电池监测的需求，为了能够在中控室对远程机房中的蓄电池运行情况进行监测，本系统主要需要主控制单元、数据采集单元、数据转换单元以及故障报警单元等几大模块，具体的在线实时监测系统总体硬件结构框图的设计见图2所示。

主控制单元主要由ARM11处理器所组成的最小系统构成，通过最小系统与数据采集单元相互结合，用于实现对辛庄泵站机房中蓄电池单体的电压、电流与温度以及蓄电池组的运行电流等相关采集的参数信息，而后通过利用相关算法，将所采集的数据在LCD屏上进行显示，当监测的数据超过预定值时，即可通过故障报警单元进行报警。在数据采集单元中，主要是利用蓄电池单体监测传感器以及蓄电池电流检测传感器进行电压等数据的监测，然后通过利用SUBS转换电路，将其采集到的数据通过SUBS环形总线与主控制单元进行通信。数据通信子模块则主要是将处理后的数字信息，将其转换为网络TCP/IP类型的数据信息类型，进行远程的网络传输，并在辛庄泵站远程监控机房将所需监测的电压、电流以及温度等相关参数利用上位机操作界面进行实时显示。

3.2 在线实时监测系统的软件设计

整个辛庄泵站有三套蓄电池组，为了能够在远程机房直接对所有蓄电池组的运行状态进行全面监测，除了硬件的构建外，还需要通过相应的上位机操作界面进行监测数据的设置与报警处理，在对上位机操作界面进行设计过程中，主要需要完成系统用户管理、蓄电池监测数据阀值设定、蓄电池监测数据显示以及蓄电池故障报警处理等多个功能模块的操作界面设计，同时还需要对整个监测数据的具体数据库进行设计，在对数据库进行设计过程中，主要采用的是MySQL数据库，进而用于实现对系统的用户信息、操作权限信息、监测设备信息以及监测数据信息等数据进行存储与调用。待整个实时监测系统所监测的电压、电流以及温度等数据超过先前设置好的临界值后，系统能够根据所设置好的告警方式，进行告警操作，告警方式主要采用电话语音、短信、声光告警以及告警显示等，如果设置的告警方式为短信发送，则需要根据事先设置好的信息推送内容借助监控中心服务器，实现信息推送的操作，同时还能够对其具体故障告警详细信息进行查询等。

4 结束语

辛庄泵站蓄电池在线实时监测系统的构建能够较好的实现对泵站蓄电池具体工作状态进行远程自动检测，从而有效减少值班人员的工作负担，同时还能够提高故障处理效率以及及时发现存在的安全隐患，对辛庄泵站智能化信息化建设有一定的参考作用。

参考文献

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